化学还原法在含铬电镀污水处理中的运用

化学还原法在含铬电镀污水处理中的运用

未世哲

深圳市蓝清环境科技工程有限公司广东深圳518049

摘要：改革开放不断深化的背景下，我国工业化进程不断加快，这使得经济快速增长。但工业生产过程中所排放的污水具有较大的危害性，会给人们的身体健康及自然环境带来严重的负面影响。就以电镀工业生产中所产生的含铬电镀污水来说，其极易导致人体癌症发生率的提高，引发肺癌、贫血、肠道疾病等问题。对此，应当科学合理的运用化学还原法来处理含铬电镀污水，净化水质，降低污染。那么，如何在含铬电镀污水处理之中有效应用化学还原法呢？本文将通过了解含有铬电镀污水的危害及其主要成分，进一步分析利用化学还原法来处理含铬电镀污水的特征优势，探究以上问题，希望对于提高含铬电镀污水处理效果有一定的参考作用。

关键词：化学还原法；含铬电镀污水；处理

电镀工业发展中，铬电镀工艺在实际生产中的应用越来越多，由铬电镀引起的含铬电镀污水的处理也逐渐成为电镀工业关注的重要问题。基于对含铬电镀污水的了解与分析，确定其是以六价铬与三价铬的形式存在的，致使其具有较大危害性，随意的排放，不予以处理将直接危害人们的身体健康及自然环境。对此，我们应当高度重视含铬电镀污水的处理，也就是选用化学还原法来处理含铬电镀污水，消除污水铬成分，净化水质，降低污染[1]。由此看来，在含铬电镀污水处理之中有效的应用化学还原法是非常有意义的。

一、含有铬电镀污水的危害及其主要成分分析

含铬电镀污水的产生是电镀工业中镀铬生产产生的，其中含有较多的铬成分。一般情况下电镀工业生产之中排放的含有铬电镀污水主要是以六价铬与三价铬形式存在的，又因铬元素本身具有较大的毒性作用，因此无论是六价铬的铬电镀污水还是三价铬的铬电镀污水都会给人体健康及环境带来严重的负面影响，尤其是六价铬毒性更强，极易导致人体癌症发生率的提高，引发肺癌、贫血、肠道疾病等问题，致使铬元素被列为重危害元素，而含铬电镀污水被视为国家工业污水排放治理的重点对象[2]。

二、利用化学还原法来处理含铬电镀污水的特征优势

电镀含铬废水的铬的存在形式有Cr6+和Cr3+两种，其中以Cr6+的毒性最大。含铬废水的处理方法较多，常用的有化学法、电解法、离子交换法等。以电解法来说，电解还原处理含铬废水是利用铁板作阳极，在电解过程中铁溶解生成亚铁离子，在酸性条件下，亚铁离子将六价铬离子还原成三价铬离子。同时由于阴极上析出氢气，使废水pH逐渐上升，最后呈中性，此时Cr3+、Fe3+都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。电解还原处理含铬废水的工艺参数：①含铬废水Cr6+浓度为50～200mg/L；②废水pH≤6.5，一般含铬25～150mg/L之间的废水，pH值为3.5～6.5，故不需调节pH值；③温度影响不大，一般处理后水温约上升1～2℃。因此电解还原法具有体积小、占地少、耗电低、管理方便、效果好等特点。缺点是铁板耗量较多，污泥中混有大量的氢氧化铁，利用价值低，需妥善处理。

但相对来说，化学还原法具有较高的应用价值，在目前含铬电镀污水处理之中常用，具有的特征优势是工艺方法简单、污水处理效果佳、污水处理投资少等。电镀废水中的六价铬主要以CrO42－和Cr2O72－两种形式存在，在酸性条件下，六价铬主要以Cr2O72形式存在，碱性条件下则以CrO42－形式存在。六价铬的还原在酸性条件下反应较快，一般要求pH＜4，通常控制pH2.5～3。常用的还原剂有：焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸亚铁、二氧化硫、水合肼、铁屑铁粉等。还原后Cr3+以Cr（OH）3沉淀的最佳pH为7～9，所以铬还原以后的废水应进行中和[3]。

就以亚硫酸盐还原法来说，目前电镀厂含铬废水化学还原处理常用亚硫酸氢钠或亚硫酸钠作为还原剂，有时也用焦磷酸钠，六价铬与还原剂亚硫酸氢钠发生反应：

4H2CrO4+6NaHSO3+3H2SO4=2Cr2（SO4）3+3Na2SO4+10H2O

2H2CrO4+3Na2SO3+3H2SO4=Cr2（SO4）3+3Na2SO4+5H2O

还原后用NaOH中和至pH=7～8，使Cr3+生成Cr（OH）3沉淀。

采用亚硫酸盐还原法的工艺参数控制如下：

①废水中六价铬浓度一般控制在100～1000mg/L；

②废水pH为2.5～3

③还原剂的理论用量为（重量比）：亚硫酸氢钠∶六价铬=4∶1

焦亚硫酸钠∶六价铬=3∶1

亚硫酸钠∶六价铬=4∶1

投料比不应过大，否则既浪费药剂，也可能生成［Cr2（OH）2SO3］2－而沉淀不下来；

④还原反应时间约为30min；

⑤氢氧化铬沉淀pH控制在7～8，沉淀剂可用石灰、碳酸钠或氢氧化钠，可根据实际情况选用。

三、化学还原法在含铬电镀污水处理中的运用

基于以上内容的分析，确定含铬电镀污水具有较高的毒性作用，如若不能对其予以有效处理，将直接危害人们的身体健康及自然环境。为了避免此种情况的发生，应当科学合理的运用化学还原法来处理含铬电镀污水，去除污水中含有的六价铬、三价铬，实现净化污水的目的。那么，如何做到这一点？

（一）慎重选择化学还原剂

基于对化学还原法的了解，确定此种方法能否充分发挥作用的关键是化学还原剂是否适用。为了保证化学还原适用于含铬电镀污水处理之中，相关工作人员应当在选择化学还原剂的过程中，对比不同化学还原剂的性能特征，进而选择最为适合的化学还原剂。总结含铬电镀污水处理经验，确定常用的化学还原剂有焦亚硫酸钠以及二氧化硫、硫酸亚铁这三种。

相对来说，焦亚硫酸钠的化学性能比较稳定，利用此种还原剂来处理很铬电镀污水的过程中采用干法投药，能够使两者发生化学反应，并且产生较少的沉淀物，进而达到净化污水的目的。当然，需要特别注意的是焦亚硫酸钠的价格费用较高，是否选用此种化学还原剂，还需要考虑实际情况。

相对于焦亚硫酸钠来说，二氧化硫的价格费用较低，且化学反应后所产生的沉淀物也不是很多。但是，此种化学还原剂存在的最大的缺陷，就是容易泄漏，产生二次污染，依旧会威胁人们身体健康及自然环境[4]。

硫酸亚铁也是一种非常有效的化学还原剂，将其应用于含铬电镀污水之中，同样能够达到净化污水的目的。但相对于焦亚硫酸钠、二氧化硫来说虽然消耗的成本较低，但其化学反应后所产生的沉淀物较多，还需要投入人力物、力财、力来处理沉淀物。

总得来说，焦亚硫酸钠作为化学还原剂应用于含铬电镀污水处理之中更为适合。

（二）科学、合理的设置工艺参数

除了化学还原剂会决定化学还原法是否能否有效应用之外，工艺方法也会产生一定的影响，为了实现净化污水的目的，利用化学还原法来处理含铬电镀污水的过程中，科学合理的设置工艺参数也是非常必要的，也就是对污水处理化学原料的投放比、污水的PH值控制。

总结含铬电镀污水处理经验，确定在化学原料投放比例设置的过程中，只有合理控制化学原料的投放比例，才能保证化学原料与六价铬充分发挥化学反应，有效消除污水之中的六价铬，如此化学还原法的应用才会有意义的。对于化学原料的投料比的设置与控制，一般是按照3：1的比例范围来控制化学原料的是用料，如若检测到含铬电镀污水中铬分子较多，将比例范围扩大到8：1，以避免化学原料使用过多，产生不必要的浪费[5]。

在含铬电镀污水的PH值控制中，PH值作为影响化学反应效率的重要因素，根据含铬电镀污水中铬分子的多少来合理的设置PH值是非常必要的。一般情况下，PH值为2，化学反应的时间在5～10min；PH值在2.5～3之间，化学反应时间在20min左右，PH值大于3，化学反应的时间将更长。一般情况下，利用化学还原法来处理含铬电镀污水的过程中PH值控制在2.5～3之间。

（三）做好污水处理监测

对于化学还原法进行含铬电镀污水处理的反应监测，是为了对于污水处理进行观察分析，以保证污水处理的彻底性。通常以国外引进的PH试纸以及氧化还原电位自动控制仪作为污水处理化学反应监测的主要仪器，实现对于污水处理效果的监测。在具体利用化学还原法来处理含铬电镀污水的过程中，可以借鉴发达国家的监测方式方法，考虑本次污水处理实际情况，进而选择适合的监测方式来对含铬电镀污水处理效果予以有效监测，保证彻底消除铬元素，达到净化水质的目的[6]。

（四）案例说明

某电镀企业生产过程中产生大量的含铬废水。该企业利用化学还原法来处理含铬污水。为了保证六价铬全部被还原成三价铬，首先调节PH值在2.5～3之间；然后在反应池中投加还原剂，还原剂投加量使用ORP仪控制；反应时间为15～20min；最后投加氢氧化钠，生成三价铬氢氧化物沉淀与水分离。

结语：

鉴于本文一系列分析，确定化学还原法在含铬电镀污水处理之中，不仅能够净化水质，还能降低处理成本、简化处理工艺。当然，要想使化学还原法充分发挥作用，需要慎重选择化学还原剂、科学合理的设置工艺参数、做好污水处理监测等工作。

参考文献：

[1]文睿，陆华.电镀工业园区污水处理部分工艺的选型[J].广东化工，2012，39（6)：320-321.

[2]郭永福，张红，黄文呈等.含铬镍电镀废水的分类处理工程实践[J].工业水处理，2014，34（1)：85-89.

[4]李琨.化学还原法在含铬电镀污水处理中的应用方式研究[J].民营科技，2014，（6)：92.

[5]陈绍辉.化学还原法在含铬电镀污水处理中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（32).

[6]陈金景.氧化还原技术在含氰含铬电镀污水处理中的应用[J].中华民居，2012，（6)：350-351.